數(shù)控技術(shù)是現(xiàn)代制造工業(yè)化中的重中之重，數(shù)控技術(shù)和數(shù)控裝置作為一個(gè)國(guó)家的工業(yè)基礎(chǔ)，它將會(huì)直接影響到國(guó)家的工業(yè)發(fā)展和工業(yè)產(chǎn)值，數(shù)控技術(shù)關(guān)系到一個(gè)國(guó)家在工業(yè)地位，因此加速發(fā)展先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)，加強(qiáng)數(shù)控設(shè)備的建設(shè)是提高一個(gè)國(guó)家在工業(yè)地位的重要方法。在數(shù)控技術(shù)中，對(duì)數(shù)控機(jī)床的電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究是至關(guān)重要。

　　1 數(shù)控機(jī)床的簡(jiǎn)介

　　NC(Numerical Contro)數(shù)字控制是指用數(shù)字指令轉(zhuǎn)化為機(jī)器語(yǔ)言來(lái)控制機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)。它主要面向控制對(duì)象有三個(gè)：設(shè)計(jì)程序?qū)?dòng)作順序的控制；對(duì)數(shù)控機(jī)床的刀具、開(kāi)關(guān)、冷卻設(shè)備等輔助功能的控制；

　　在對(duì)加工設(shè)別的部件位移量和該加工部件對(duì)位置的控制。相比普通機(jī)床來(lái)說(shuō)，數(shù)控機(jī)床有許多突出優(yōu)勢(shì)：

　　1)在利用數(shù)控機(jī)床以加工多品種，利用數(shù)控加工可以達(dá)到加工進(jìn)度快和自動(dòng)化效率高的程度。

　　2)數(shù)控機(jī)床采用的數(shù)控技術(shù)在加工同等部件時(shí)，生產(chǎn)質(zhì)量穩(wěn)定。

　　3)在通過(guò)數(shù)控機(jī)床加工得到的零件，在精度上有明顯的提高，可以提高零件的互換性。

　　4)在生產(chǎn)過(guò)程中，由于生產(chǎn)時(shí)間一定，在方便管理的條件上，數(shù)控機(jī)床可以進(jìn)一步提高生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)化。

　　5)數(shù)控加工可以制造具有復(fù)雜外形的零件。

　　6)在數(shù)控設(shè)備被數(shù)控技術(shù)大量控制下，可以大幅度減少熟練工人。

　　7)加工時(shí)間一定，則生產(chǎn)周期可以大幅度縮短。

　　2 未來(lái)數(shù)控技術(shù)的發(fā)展過(guò)程

　　數(shù)控技術(shù)不僅在制造工業(yè)上得到大量使用，如今在社會(huì)的各個(gè)應(yīng)用方面都起到了重要的作用。例如在IT、輕工業(yè)、汽車業(yè)等大量民生的重要行業(yè)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，這些行業(yè)的發(fā)展起著重要的作用。在數(shù)控技術(shù)有這幾個(gè)熱門研究方向：

　　1)高精度，效率高加工的技術(shù)

　　隨著機(jī)床的高性能的加工刀具日益成熟，刀具的硬度，強(qiáng)度有助于更快的加工零件，且隨著刀具的發(fā)展，在高精度上有著顯著的提高，因此大力發(fā)展加工技術(shù)的高精度和效率高有主于數(shù)控機(jī)床的加工周期，縮減了加工工序。

　　2)特殊加工機(jī)床五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床的應(yīng)用

　　由于過(guò)去的五聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床的造價(jià)高，成本高，在性價(jià)比上不如三軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床。但在五軸聯(lián)動(dòng)機(jī)床中，在對(duì)三維曲面零件的加工不僅光潔度高，并且相對(duì)三軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床加工速度快。并在在加工特殊零件時(shí)，更是能發(fā)揮出更高的利益，例如對(duì)立方氮化硼等超硬材料銑刀進(jìn)行高速銑削淬硬鋼零件時(shí)。由于電主軸的誕生，使得在制造五軸聯(lián)動(dòng)加工和復(fù)合加工機(jī)床中的復(fù)合主軸頭較為簡(jiǎn)單，在其制造難度和造價(jià)的降低，在使用三軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床的廠商一逐漸轉(zhuǎn)型利用更為快捷的五軸聯(lián)動(dòng)加工機(jī)床，促進(jìn)在機(jī)床的發(fā)展。

　　3)現(xiàn)代數(shù)控系統(tǒng)所發(fā)展的主要趨勢(shì)

　　智能、開(kāi)放、共享是現(xiàn)如今數(shù)控系統(tǒng)發(fā)展的主要進(jìn)程，使數(shù)控機(jī)床變得網(wǎng)絡(luò)化、智能化、開(kāi)源化，有利于數(shù)控技術(shù)的發(fā)展。在加工過(guò)程中數(shù)控機(jī)床受到數(shù)控程序的控制，因此在控制電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)參數(shù)和在前饋控制等以及在程序編程的智能化上應(yīng)大力發(fā)展。在應(yīng)用上可以添加人性化的智能界面，數(shù)控系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)在開(kāi)放式數(shù)控系統(tǒng)，就是可以在統(tǒng)一，*的運(yùn)行平臺(tái)上對(duì)使用機(jī)床廠商和zui終的使用用戶中，是通過(guò)對(duì)數(shù)控功能的刪減或增加、集成等，形成*的系列?？梢苑奖銁ui終用戶對(duì)其機(jī)床的選擇，因此成為該機(jī)床生產(chǎn)商的鮮明品牌，在這個(gè)需要鮮明的核心競(jìng)爭(zhēng)力的社會(huì)里，進(jìn)行對(duì)需求廠商有著充分的理解才能立足這個(gè)行業(yè)。

　　3 數(shù)控機(jī)床電氣系統(tǒng)簡(jiǎn)介

　　數(shù)控系統(tǒng)的電氣系統(tǒng)是以集成電路和半導(dǎo)體器件為主而組成的控制系統(tǒng)電路，電氣系統(tǒng)在數(shù)控機(jī)床相當(dāng)于大腦，因此數(shù)控機(jī)床在使用過(guò)程的故障一般是電氣系統(tǒng)的故障，電氣系統(tǒng)的故障又大都在機(jī)床本身的低電壓故障。

　　4 數(shù)控機(jī)床電氣控制系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)

　　4.1 外圍電路設(shè)計(jì)

　　1)數(shù)控機(jī)床使用的電動(dòng)機(jī)是變頻器驅(qū)動(dòng)的，它的齒輪在讓電動(dòng)機(jī)減速時(shí)，會(huì)受到其一些潤(rùn)滑方式的阻礙。齒輪在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，如果低速，對(duì)于潤(rùn)滑油沒(méi)有要求，一旦超過(guò)額定轉(zhuǎn)速時(shí)，會(huì)有潤(rùn)滑油用光的不測(cè)。

　　2)通常我們應(yīng)該選用比通常容量大的變頻器，當(dāng)他的驅(qū)動(dòng)的繞線轉(zhuǎn)子與電動(dòng)機(jī)不同步時(shí)，由于繞線轉(zhuǎn)子繞組的阻抗比較小，所以選用容量大的較為安全。

　　3)選用變頻器時(shí)，要求變頻器的連續(xù)輸出電流比較大，因?yàn)橛盟鼇?lái)驅(qū)動(dòng)同步電動(dòng)機(jī)時(shí)，會(huì)降低輸出容量，大概降低百分之十幾。必須比同步電動(dòng)機(jī)的額定電流和牽入電流的乘機(jī)還要大。

　　4)對(duì)于有負(fù)載的機(jī)器，它的變頻器也要選擇額定電流更大的。因?yàn)樵诠ゎl運(yùn)行時(shí)，會(huì)因峰值電流出現(xiàn)電流保護(hù)現(xiàn)象，比如像壓縮機(jī)、振動(dòng)機(jī)和油壓泵等機(jī)器。

　　5)對(duì)于潛水泵的電動(dòng)機(jī)選取時(shí)，我們選取的變頻器的額定電流要比潛水泵的額定電流大，因?yàn)闈撍玫念~定電流比一般的額電動(dòng)機(jī)的額定電流要大很多。

　　6)有些變頻器的選取則要選用容量較大的，因?yàn)橛械臋C(jī)器的啟動(dòng)電流比較大，為了安全起見(jiàn)，對(duì)于這類機(jī)器的變頻器要求容量較大，比如羅茨風(fēng)機(jī)和特種風(fēng)機(jī)等。

　　7)在變頻器的使用過(guò)程中，對(duì)于周圍的用電器應(yīng)該采取防干擾措施。由于變頻器的使用過(guò)程中，它會(huì)產(chǎn)生很多干擾電磁波，這會(huì)對(duì)周圍的一些精密儀器產(chǎn)生干擾，所以在其周圍的精密儀器應(yīng)該做好防干擾措施。

　　8)變頻器的使用過(guò)程中還會(huì)出現(xiàn)很大的噪音，對(duì)于這個(gè)問(wèn)題zui有效的解決辦法是把變頻器接地。而對(duì)于接地也是有要求的，要求接地的導(dǎo)線電阻和橫截面都比較小。

　　4.2 變頻器回路設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)介

　　1)主回路：為了防止變頻器影響其他的用電設(shè)備必須安裝電抗器，因?yàn)楫?dāng)變頻器的容量太大時(shí)，它產(chǎn)生的高次諧波在回路中會(huì)對(duì)好多受電設(shè)備有影響；而在變頻器的輸出位置，濾波器的安裝*，因?yàn)闉V波器可以有效的減少高次諧波。

　　2)控制回路：變頻器使用時(shí)，它的頻率是要受到控制的，所以要有工頻變頻的手動(dòng)切換，電壓不能通過(guò)輸出端，所以工頻和變頻要有相互鎖定作用。

　　4.3 對(duì)于變頻器產(chǎn)生的電磁干擾的降低措施

　　為了減少對(duì)發(fā)射源的干擾，我們?cè)诎惭b變頻器和電機(jī)時(shí)應(yīng)該縮短兩者之間的距離；電纜的選取要選用屏蔽電纜，變頻器跟電機(jī)的連接電纜也必須采取屏蔽措施；電纜的布置，電機(jī)的電纜要單獨(dú)走線，不能與其他的電纜平行，因?yàn)樽冾l器輸出的變化電壓會(huì)產(chǎn)生電磁干擾；信號(hào)線的選取，應(yīng)該全部使用屏蔽雙絞線，特殊的要用三芯電纜。